11.1 在图示的搬运机构中，已知滑块5质量m 5=20kg ，l AB =l ED =100mm ，L BC =L CD =L EF =200mm ， 903231===???。作用在滑块5上的工作阻力F 5＝1000N ；其他构件的质量和转动惯量均忽略不计，如选构件1为等效构件，试求机构在图示位置的等效阻力矩M r 和等效转动惯量J e 。
图11.1
【分析】对于本题，由于除滑块5外，其余构件的质量和转动惯量均忽略不计。所以只要求得15/ωv 的值，就可求得所需的等效阻力矩和等效转动惯量。
解： （1）求15/ωv
由于 903231===???，所以在矢量方程CB B C +=中，C 和B v 大小相等，方向相同；同理，在矢量方程F E
E F v v v +=中，F v 和E v 也是大小相等，方向相同。对于构件3，由于L CD =2L ED ，所以2/C E v v =。这样：
A B B C E F l v v v v v 152
1
2121ω=====
从而
m l v A B 05.02
1.021
5
===
ω (2) 求M r
m N v F M r ?=?==5005.01000)(
1
5
5ω
(3) 求J e
根据公式∑=???
???????? ??+??
? ??=
n i i Si Si i e
J v m J 1
22ωωω得： ()22
2
15505.005.020m kg v m J e ?=?=???
? ??=ω 【评注】本例比较简单，关键在于进行运动分析，由于机构处于特殊位置，给速度的分析带来一定的困难，但只要弄清楚速度的关系，特殊位置的机构速度分析又非常简单。
11.2 在图11.2(a)所示的机构中，曲柄l 的长度为l 1，其对轴A 的转动惯量为J l 。连杆2的长度为l 2，质心在S ，且l BS =l 2/2，质量为m 2，绕质心S 的转动惯量为J 2，滑块3为一齿条，质量为m 3。齿轮4的转动惯量为J 4，其分度圆半径为r 4。作用在机械上的驱动力矩为M 1，工作阻力矩为M Q 。试求以曲柄1为等效构件时的等效转动惯量J e 和等效力矩M e 。
图11.2
【分析】 本题是典型的平面连杆机构的等效转动惯量和等效力矩的计算问题，解题的关键是速度分析和等效公式的运
用。
解：（1）求等效转动惯量J e 。
以曲柄1为等效构件时，由式(7.2)可得等效转动惯量计算公式为
为求上式各项中的速比，应进行机构的运动分析。任意假设一个1ω的值，并选定速度比例尺v μ，根据速度矢量方程式
CB B C v v v +=及速度影像原理，可作得速度多边形如图11.2(b)所示，由此得
及
将上面各式代入等效转动惯量计算公式可得
（2）求等效力矩M e
以曲柄1为等效构件时，由式(7.3)可得等效力矩为
pb pc r l M M M M M Q Q e 41114111-=???
? ??-???? ??=ωωωω
【评注】本例为包含连杆机构的机械系统。由运动分析可知，机构中各项速比是机构位置的函数，而与各构件的真实速度大小无关。因此上述结果只是机构在图示位置时的等效转动惯量和等效力矩。当机构位置发生变化时，速比将发生变化，等效转动惯量和等效力矩也将随之发生变化；在解题过程中，在不知道机构中任何一构件的运动规律时，可任意假定一个速度，通过速度分析求出速比，进而求出等效转动惯量和等效驱动力矩。本例在速度分析时采用了矢量方程图解法，在解题过程中，还可以灵活运用瞬心法或解析法进行求解。
11.3 在如图11.3所示的轮系中，已知各轮的齿数为z 1=25，z 2=37，z 3=100，模数m=10mm ，轮1、轮2为标准齿轮，两个行星轮对称布置，每个行星轮的质量m 2=10kg ，各构件的转动惯量分别为J 1=0.005kg ·m 2，J 2=0.01kg ·m 2，J H =0.02kg ·m 2，当系杆在1000=H ωrad/s 时停止驱动，同时用制动器T 制动，要求系杆在1周内停下来。试问应加的制动力矩M T 应为多大？
图11.3
【分析】 对于本题中的轮系，由于是定传动比传动，所以等效力矩、等效转动惯量为定值。由题意可知系统中构件的初始角速度、终了角速度以及在停车过程中构件转过的角度，据此可求得等效构件的角加速度、停车过程所用的时间。进而可利用力矩形式的机械运动方程可求解等效力矩，然后再进一步求解所需的制动力矩。考虑到在停车阶段，外力矩只有制动力矩M T ，所以取构件1为等效构件，则制动力矩M T 即为等效力矩，这样计算比较方便。
解：(1)计算齿轮1为等效构件时的等效转动惯量J e 。
由式(7.2)可得等效转动惯量计算公式为
2
1221
2
122211122???
? ??+???? ??+???? ??+???? ??=ωωωωωωωII H
H e v m J J J J
式中v II 为行星轮2回转轴线的速度。由题意可知
H H H H H II z z m R v ωωωω31.01000
2)
3725(10)(2121=?+?=+=
?= 1/ωωH 与12/ωω需要对轮系进行传动比分析求得，由
425
100
01313113-=-=-=--=--=
z z i H H H H H
ωωωωωωω
可得
5
11=ωωH 25
37
122112-=-=--=
z z i H H H ωωωω
将1
5
1ωω=H 代入上式，可得
185
631
2-=ωω
故
2
2
2
2
2
122
1
2
1221085.0531.01025102.01856301.02005.031.022m kg m J J J J H
H H e ?=?
?
? ????+??? ???+??? ??-??+=???
?
?
?+???? ??+???? ??+=ω
ωω
ωωω
(2) 求制动力矩M T 由（7.7）式得
t
J J M M e
e T d 101ωωα-==- (1)
设系杆1周内停下来所需的时间为t ，则
21012
1t t αω?+=
式中
01=ω
s rad i H H /50010050110=?==ωω ππ??102511=?==H H i
由此得
250002150010t t
t ?-?+
=π
解得
250
10π=
t s
将t 代入式（1）中，考虑到制动时已停止驱动，所以
m N M T ?-=-?
=-202.338250
/10)
5000(085.0π
【评注】本例属于在简单条件下求解机械运动方程式问题。在解题过程中，除了必要的等效转动惯量和等效力矩计算外，还需要根据题意求出等效构件的角加速度，然后利用力矩形式的机械运动方程进行求解。由于本题中机械系统为定传动比传动，所以等效转动惯量和等效力矩为常数，若它们不是常数时，则需要根据它们的变化规律灵活选用机械的运动方程来求解。
11.4 某机器的等效驱动力矩M d ，等效阻力矩M r 及等效构件的转动惯量J e 如图11.4所示。试求： (1)该等效构件能否作周期性稳定运转?为什么?
(2)若0=?时，等效构件的角速度为100rad/s ，试求出等效构件角速度的最大值max ω，最小值min ω，并指出其出现的位置。
图11.4
【分析】要判断等效构件能否作周期性稳定运转，必须考察等效驱动力矩和等效阻力矩的变化是否是周期性的。若是，则等效构件就能作周期性稳定运转；而要求角速度的最大和最小值，就须先找到在什么时候系统的能量最高，什么时候系统的能量最低。利用能量指示图可以直观地反映出能量最高和最低的时刻。
解：(1) 由图11.4可以看出，等效驱动力矩M d ，等效阻力矩M r 均呈周期性变化，变化周期为2π，同时等效转动惯量也呈周期性变化，其周期也为2π，所以该等效构件作周期性稳定运转，周期为2π。
(2) 因M d 、M r 、J e 均为φ的函数，所以求等效构件的角速度ω可用动能形式的机械运动方程式(7.8)。
在φ=0~π内，M r >M d ，出现亏功，m N W ?-=-=?50)1002100(1
ππ
π；而在φ=π~2π内，M d >M r =0，出现盈功，
m N W ?=-=?50)02100
(2ππ
。在一个周期内的能量指示图如图11.5所示，从 图中可以看出，当φ=π时，系统的能量最低，
此时等效构件的角速度最小，当φ=2π（或0）时，系统的能量最高，此时等效构件的角速度最大。
图11.5
所以，最大角速度max ω为φ=0时的角速度，即
max ω=100rad/s
由式(7.8)可得
从而可得
所以
【评注】对于在已知等效力矩变化规律的情况下，求等效构件的max ω和min ω及其出现位置的问题，必须分析清楚在一个循环周期中最大能量点和最小能量点出现的位置。最大能量点处等效构件的角速度最大，最小能量点处等效构件的角速度最小。当等效力矩变化规律较为复杂时，最好借助能量指示图。当等效驱动力矩M d 、等效阻力矩M r 、等效转动惯量J e 均为φ的函数时，可利用动能形式的机械运动方程式求解max ω和min ω。
11.5 在图11.6(a)所示的齿轮传动中，已知z 1=20，z 2=40，轮1为主动轮，在轮1上施加力矩M 1为常数，作用在轮2上的阻抗力矩M 2的变化曲线如图11.6(b)所示；两齿轮对其回转轴线的转动惯量分别为J 1=0.01kg ?m 2，J 2=0.08kg ?m 2。轮1的平均角速度ωm =100rad/s 。若已知运转速度不均匀系数δ＝0.02，试求：
(1) 画出以构件1为等效构件时的等效力矩M er -φ1图； (2) 求M 1的值；
(3) 求飞轮装在轴I 上的转动惯量J F ，并说明飞轮装在轴I 上好还是装在轴II 上好； (4) 求max ω、min ω及其出现的位置。
图11.6
【分析】要画出以构件1为等效构件时的等效力矩M er -φ1图，首先需要将作用在轮2上的阻抗力矩等效到构件1上。由于本系统为周期性稳定循环，故可以利用在一个周期中，驱动力矩与阻力矩做功相等的关系求解力矩M 1。而飞轮转动惯量J F 的计算关键是求最大盈亏功。
解：(1) 求以构件1为等效构件时的等效阻抗力矩
2
)4020
()()(
22212122M M z z M M M er ====ωω 因φ1=2φ2，故M er -φ1图如图11.6(c)所示。 （2）求驱动力矩M 1
因220
401
212
===z z i ，所以轮1转2转为一个周期，故
π
πππππππππ4)]2
74(110)227(20)232(70)23(40100[?=-+-+-+-+ed M 解得 M 1=M ed =(240π/4π) N ·m=60 N ·m （3）求J F
因J F 与2
m ω成反比，为减小飞轮的尺寸和重量，飞轮装在高速轴（即轴1）上较好。 以轮1为等效构件时的等效转动惯量为
2
2
2
21212122211103.0402008.001.0m kg z z J J J J J e ?=??
?
???+=?
??? ??+=???? ??+???? ??=ωωωω 为了确定最大盈亏功，先要算出一个周期中各阶段盈功和亏功的大小：
0~π阶段 ⊿W 1=(60-100)×(π-0)=-40πN ·m π~3π/2阶段 ⊿W 2=(60-40)×(1.5π-π)=10πN ·m 3π/2~2π阶段 ⊿W 3=(60-70)×(2π-1.5π)=-5πN ·m 2π~7π/2阶段 ⊿W 4＝(60-20)×(3.5π-2π)=60πN ·m 7π/2~4π阶段 ⊿W 5=(60-110)×(4π-3.5π)=-25πN ·m
并作出能量指示图如图11.6(d)所示。由该图不难看出，在a 、d 点之间有最大能量变化，即
m N 65m N |60510|||432max ?=?+-=?+?+?=?ππππW W W W
飞轮的转动惯量为
22
2
2max
991.003.002.010065m kg m kg J W J e m F ?=???
? ??-?=-?=
πδω （4）求max ω、min ω
因2/)(min max ωωω+=m ，m ωωωδ/)(min max -=，故
s rad m /101)2/05.01(100)2/1(max =+?=+=δωω
s rad m /99)2/05.01(100)2/1(min =-?=-=δωω
由能量指示图图11.6(c)不难看出，在a 点(φl =π)时，系统的能量最低，故此时出现min ω；而在d 点(φl =7π/2)时，系统的能量最高，故此时出现max ω。
【评注】本例的特点在于驱动力矩和阻力矩不是作用在同一构件上，所以计算时首先需要将它们等效到一个构件上。或者说，飞轮设计前，需要进行必要的等效计算。一般来说，题目中有一个等效力矩没有给出，需要利用在一个循环中驱动力矩与阻力矩做功相等的关系来解出。当等效力矩求解清楚后，飞轮转动惯量计算的关键主要是求解最大盈亏功。应掌握能量指示图的画法，注意在能量指示图中不但要反映功的盈亏，还要反映盈亏功的大小。只有这样，才能找到正确的最大最小能量点。对于最大盈亏功，要注意它是正的，而且它不是所有盈功或亏功的最大值，它是速度最高处与速度最低处之间盈功和亏功的代数和。计算盈亏功时还需要注意计算单位的换算，为了避免出错，不妨全部采用国际单位。
第七章机械的运转及其速度波动的调节
§7-1 概述 （1）研究机械运转及速度波动调节的目的 周期性速度波动 危害：①引起动压力，η↓和可靠性↓。 ②可能在机器中引起振动，影响寿命、强 度。 ③影响工艺，↓产品质量。 2、非周期性速度波动 危害：机器因速度过高而毁坏，或被迫停车。 本章主要研究两个问题： 1) 研究单自由度机械系统在外力作用下的真实运动 规律。通过动力学模型建立力与运动参数之间的运动微分方程来研究真实运动规律。 2) 研究机械运转速度波动产生的原因及其调节方法。 （2）机械运动过程的三个阶段 机械运转过程一般经历三个阶段：起动、稳定运转和停车阶段 a) 起动阶段：外力对系统做正功（W d-W r>0），系统的动能增加（E=W d-W r)，机械的运转速度上升，并达到工作运转速度。 b)稳定运转阶段：由于外力的变化，机械的运转速 度产生波动，但其平均速度保持稳定。因此，系统 的动能保持稳定。外力对系统做功在一个波动周期 内为零(W d-W r=0)。 c)停车阶段：通常此时驱动力为零，机械系统由正 常工作速度逐渐减速，直至停止。此阶段内功能关 系为W d=0；W r=E。 （3）、作用在机械上的驱动力 驱动力由原动机产生，它通常是机械运动参数 （位移、速度或时间）的函数，称为原动机的机械 特性，不同的原动机具有不同的机械特性。如三相 异步电动机的驱动力便是其转动速度的函数，如图 所示。 B点：Mmax(最大的驱动力矩)、ωmin(最 小的角速度)； N点：M n为电动机的额定转矩，ωn为电动机的额定角速度； C点：所对应的角速度ω0为电动机的同步角速度，这时的电动机的转矩为零。 BC段：外载荷Mˊ↑，ω↓，电机驱动力矩将增加 M dˊ↑,使M dˊ= Mˊ，机器重新达到稳定运转； AB段：外载荷Mˊ↑，ω↓，但电机驱动力矩却下降 M dˊ↓,使M dˊ< Mˊ，直至停车； 电机机械特性曲线的稳定运转阶段可以用一条通过N点和C点的直线近似代替。 M d = M n(ω0-ω)/( ω0-ωn) 式中M n、ωn、ω0可由电动机产品目录中查出。 （4）、生产阻力 生产阻力与运动参数的关系决定于机械的不同工艺过程，如：
机械原理各章练习题
机构的结构分析 1.选择题：（每题后给出了若干个供选择的答案，其中只有一个是正确的，请选 出正确答案） (1)一种相同的机构_______组成不同的机器。。 A.可以 B.不能 C.与构件尺寸有关 (2)机构中的构件是由一个或多个零件所组成,这些零件间________产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C.变速转动或变速移动 (3)有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于______。 A. 0 B. 1 C. 2 (4)原动件的自由度应为________。 A. -1 B. +1 C. 0 (5)基本杆组的自由度应为________。 A. -1 B. +1 C. 0 (6)理论廓线相同而实际廓线不同的两个对心直动滚子从动件盘形凸轮机构，其从动件的运动规律_______。 A.相同 B.不相同 (7)滚子从动件盘形凸轮机构的滚子半径应______凸轮理论廓线外凸部分的最小曲率半径。 A.大于 B.小于 (8)直动平底从动件盘形凸轮机构的压力角_______。 A.永远等于0度 B.等于常数 C.随凸轮转角而变化 (9)设计一直动从动件盘形凸轮，当凸轮转速及从动件运动规律V=V(S)不变时，若最大压力角由40度减小到20度时，则凸轮尺寸会_______。 A.增大 B.减小 C.不变 (10)凸轮机构中从动件作等加速等减速运动时将产生______冲击。 A .刚性 B.柔性 C.无刚性也无柔性 2.正误判断题： (1)机器中独立运动的单元体，称为零件。
(2)具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度和虚约束。 (3)机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。 (4)任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系 统的自由度都等于零。 (5)六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。 (6)当机构的自由度 F>0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。 (7)运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。 (8)在平面机构中一个高副引入二个约束。 (9)平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相同。 (10)任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件再加自由度为零的杆组组成的。 试题参考答案： 平面连杆机构 1.选择题：（每题后给出了若干个供选择的答案，其中只有一个是正确的，请选 出正确答案） (1)当四杆机构处于死点位置时，机构的压力角________。 A.为0° B.为90° C.与构件尺寸有关 (2)四杆机构的急回特性是针对主动件作________而言的。 A. 等速转动 B. 等速移动 C. 变速转动或变速移动 (3)铰链四杆机构中若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和时，则机构中________。
机械原理题库三 一、 判断下列各结论的对错。对的画“√”，错的画“×”号。 1Ⅳ级机构的自由度一定大于2。 （ × ） 2在铰链四杆机构中，若以曲柄为原动件时，机构会出现死点位置。 （ × ） 3转动导杆机构中一定有曲柄。 （ √ ） 4曲柄摇杆机构中，若摇杆为原动件则机构无死点位置。 （ × ） 5加工标准齿轮时若发生根切，则分度圆齿厚将变小。 （ × ） 6等效转动惯量的值一定大于零。 （ √ ） 7机构中原动件数应等于机构的自由度数。 （ √ ） 8滚子从动件盘形凸轮的实际轮廓曲线是理论轮廓曲线的等距曲线。 （ √ ） 9在机械运动中，总是有摩擦力存在，因此，机械功总有一部分消耗在克服摩擦力上。 （ √ ） 10任何机构的从动件系统的自由度都等于零。 （ √ ） 11经过动平衡的回转件一定不需要再做静平衡了。 （ √ ） 12斜齿轮的端面摸数大于法面摸数。 （ √ ） 13蜗杆传动中的蜗杆与蜗轮的螺旋旋向一定相同。 （ √ ） 14当摩擦力大于驱动力时，机构处于自锁状态。 （ × ） 15一对直齿轮啮合传动，模数越大，重合度也越大。 （ × ） 二、单选题。以下各小题给出的4个答案中，只有一个是正确的。试确定正确答案的标号。 1、在对心曲柄滑块机构中，若曲柄长度增加5cm ，则滑块行程将会（ C ） A 不变 B 增大5cm C 增大10cm D 减小10cm 2、某尖顶直动对心盘状凸轮机构中，若凸轮转速增大1倍则从动件的最大位移将会（ A ） A 不变 B 增大1倍 C 增大2倍 D 增大4倍 3、双自由度机构中只有2个（ B ） A 闭式运动链 B 原动件 C 从动件 D 机架 4、一对直齿圆柱齿轮组成的传动机构中，现将其中心距加大，则相应变化的是（ C ） A 齿顶圆 B 分度圆 C 节圆 D 基圆 5．正变位齿轮的齿距p （A ） A m π= B m π> C m π< D m π≤ 6．在周期性速度波动中，一个周期内等效驱动力做功与等效阻力做功的量值关系是（D ） A d r W W > B d r W W < C d r W W ≠ D d r W W = 7．凸轮转速的大小将会影响（D ） A 从动杆的升距 B 从动杆处的压力角 C 从动杆的位移规律 D 从动杆的速度 8．对于杆长不等的铰链四杆机构，下列叙述中哪一条是正确的？（B ） A 凡是以最短杆为机架的，均为双曲柄机构； B 凡是以最短杆为连杆的，均为双摇杆机构； C 凡是以最短杆想邻的杆为机架的，均为双曲柄机构； D 凡是以最长杆为机架的，均为双摇杆机构；
第七章 机械的运转及其速度波动的调节 1一般机械的运转过程分为哪三个阶段?在这三个阶段中,输入功、总耗功、动能及速度之间的关系各有什么特点？ 2为什么要建立机器等效动力学模型？建立时应遵循的原则是什么？ 3在机械系统的真实运动规律尚属未知的情况下，能否求出其等效力矩和等效转动惯量？为什么？ 4飞轮的调速原理是什么？为什么说飞轮在调速的同时还能起到节约能源的作用？ 5何谓机械运转的"平均速度"和"不均匀系数"？ 6飞轮设计的基本原则是什么？为什么飞轮应尽量装在机械系统的高速轴上？系统上装上飞轮后是否可以得到绝对的匀速运动？ 7机械系统在加飞轮前后的运动特性和动力特性有何异同（比较主轴的ωm ，ωmax ，选用的原动机功率、启动时间、停车时间，系统中主轴的运动循环周期、系统的总动能）？ 8何谓最大盈亏功？如何确定其值？ 9如何确定机械系统一个运动周期最大角速度Wmax 与最小角速度Wmin 所在位置？ 10为什么机械会出现非周期性速度波动，如何进行调节？ 11机械的自调性及其条件是什么？ 12离心调速器的工作原理是什么？ 13对于周期性速度波动的机器安装飞轮后，原动机的功率可以比未安装飞轮时 。 14 若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在 轴上。 15大多数机器的原动件都存在运动速度的波动，其原因是驱动力所作的功与阻力所作的 功 保持相等。 16机器等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是根据系统总动能 的原则进行转化的，因而它的数值除了与各构件本身的质量（转动惯量）有关外，还与构件 的 有关。 17当机器中仅包含速比为 机构时，等效动力学模型中的等效质量（转动惯量）是常数；若机器中包含 自由度的机构时，等效质量（转动惯量）是机构位置的函数。 18 图示行星轮系中,各轮质心均在其中心轴线上，已知J 1001=.kg ?m 2,J 2004=.kg ?m 2， J 2001' .=kg ?m 2，系杆对转动轴线的转动惯量J H =018.kg ?m 2，行星轮质量m 2=2kg ， m 2'=4kg ， 0.3H l =m ，13H i =-，121i =-。在系杆H 上作用有驱动力矩M H =60N ?m 。作用在轮1上的阻力矩M 1=10N ?m 。试求： (1)等效到轮1上的等效转动惯量； (2)等效到轮1上的等效力矩。
1 绪论 填空部分 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、等三个特征的构件组合体 称为机器。 3.机组是由、、所组成的。 4.机器和机构的主要区别在于。 5.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 6.运动副元素是指。 7.构件的自由度是指; 机构的自由度是指。 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副， 它产生个约束，而保留了个自由度。 9.机构中的运动副是指。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 11.在平面机构中若引入一个高副将引入______ 个约束，而引入一个低 副将引入_____ 个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系 是。 12.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平 面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 15.计算机构自由度的目的是_______________________________________。 16.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的 运动副是副。 17.计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 18.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚 约束是指。 19.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别 按杆组中的级别确定。 20.机构运动简图是 的简单图形。 21.在图示平面运动链中，若构件1 为机架，构件5 为原动件， 则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5 为原动件，则成为级机构。
第七版机械原理复习题 第2章机构的结构分析 一、填空题 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副称为高副，它产生一个约束，而保留了两个自由度。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数等于机构的自由度。 11.在平面机构中若引入一个高副将引入1个约束，而引入一个低副将引入2个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是F=3n-2pl-ph。 12.平面运动副的最大约束数为2，最小约束数为1。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为2，至少为1。 14.计算机机构自由度的目的是判断该机构运动的可能性（能否运动〕及在什么条件下才具有确定的运动，即确定应具有的原动件数。 15.在平面机构中，具有两个约束的运动副是低副，具有一个约束的运动副是高副。 三、选择题 3.有两个平面机构的自由度都等于1，现用一个带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构，则其自由度等于 B 。(A)0; (B)1; (C)2 4.原动件的自由度应为B。(A)-1; (B)+1; (C)0 5.基本杆组的自由度应为 C 。(A)-1; (B)+1; (C)0。 7.在机构中原动件数目B机构自由度时，该机构具有确定的运动。(A)小于(B)等于(C)大于。 9.构件运动确定的条件是C。(A)自由度大于1；(B)自由度大于零；(C)自由度等于原动件数。 七、计算题 1.计算图示机构的自由度，若有复合铰链、局部自由度或虚约束，需明确指出。 1.解E为复合铰链。F n p p =--=?-?= 3392131 2 L H 6.试求图示机构的自由度（如有复合铰链、局部自由度、虚约束，需指明所在之处）。图中凸轮为定径凸轮。
机械原理考试试题及答案 It was last revised on January 2, 2021
试题 1 一、选择题（每空2分，共10分） 1、平面机构中，从动件的运动规律取决于 D 。 A、从动件的尺寸 B、机构组成情况 C、原动件运动规律 D、原动件运动规律和机构的组成情况 2、一铰链四杆机构各杆长度分别为30mm ，60mm，80mm，100mm，当以30mm的 杆为机架时，则该机构为 A 机构。 A、双摇杆 B、双曲柄 C、曲柄摇杆 D、不能构成四杆机构 3、凸轮机构中，当推杆运动规律采用 C 时，既无柔性冲击也无刚性冲击。 A、一次多项式运动规律 B、二次多项式运动规律 C、正弦加速运动规律 D、余弦加速运动规律 4、平面机构的平衡问题中，对“动不平衡”描述正确的是 B 。 A、只要在一个平衡面内增加或出去一个平衡质量即可获得平衡 B、动不平衡只有在转子运转的情况下才能表现出来 C、静不平衡针对轴尺寸较小的转子（转子轴向宽度b与其直径D之比 b/D<） D、使动不平衡转子的质心与回转轴心重合可实现平衡 5、渐开线齿轮齿廓形状决定于 D 。 A、模数 B、分度圆上压力角 C、齿数 D、前3项 二、填空题（每空2分，共20分） 1、两构件通过面接触而构成的运动副称为低副。 2、作相对运动的三个构件的三个瞬心必在同一条直线上。 3、转动副的自锁条件是驱动力臂≤摩擦圆半径。 4、斜齿轮传动与直齿轮传动比较的主要优点： 啮合性能好，重合度大，结构紧凑。 5、在周转轮系中，根据其自由度的数目进行分类：若其自由度为2，则称为差动轮 系，若其自由度为1，则称其为行星轮系。 6、装有行星轮的构件称为行星架（转臂或系杆）。 7、棘轮机构的典型结构中的组成有：摇杆、棘爪、棘轮等。 三、简答题（15分） 1、什么是构件？
第7章机械的运转及其速度波动的调节 7.1 复习笔记 一、概述 1．本章研究的内容及目的 （1）内容 ①研究在外力作用下机械的真实运动规律； ②研究机械运转速度的波动及其调节的方法。 （2）目的 ①对机构进行精确的运动分析和力分析； ②将机械运转速度波动的程度限制在许可的范围之内。 2．机械运转的三个阶段 如图7-1-1所示为机械原动件的角速度ω随时间t变化的曲线。
图7-1-1 机械运转的三个阶段 （1）起动阶段 ①角速度特点 在起动阶段，机械原动件的角速度ω由零逐渐上升，直至达到正常运转速度为止。 ②功能特点 驱动功W d大于阻抗功W r′（＝W r＋W f），机械积蓄了动能E。W d＝W r′＋E。 （2）稳定运转阶段 ①角速度特点 a．周期变速稳定运转 满足下列角速度特点的稳定运转称为周期变速稳定运转： 第一，原动件的平均角速度ωm保持为一常数； 第二，原动件的角速度ω出现周期性波动。 b．等速稳定运转 如果原动件的角速度ω在稳定运转过程中恒定不变，则称为等速稳定运转。 ②功能特点 在一个周期内，机械的总驱动功与总阻抗功是相等的，即W d＝W r′。 （3）停车阶段 ①功能特点 a．在机械的停车阶段驱动功为0，即W d＝0。 b．当阻抗功将机械具有的动能消耗完时，机械便停止运转。其功能关系为E＝－W r′。 ②制动器的效果 安装制动器的机械的停车阶段如图7-1-1中的虚线所示，停车时间缩短。
（4）过渡阶段 起动阶段与停车阶段统称为机械运转的过渡阶段。 3．作用在机械上的驱动力和生产阻力 （1）原动机的运动特性 各种原动机的作用力（或力矩）与其运动参数（位移、速度）之间的关系称为原动机的机械特性。 （2）解析法的特点 ①当用解析法研究机械的运动时，原动机的驱动力必须以解析式表达； ②为了简化计算，常将原动机的机械特性曲线用简单的代数式来近似地表示。 （3）生产阻力的特点 ①取决于机械工艺过程； ②可以是常数，也可以是执行构件位置、速度或时间的函数。 二、机械的运动方程式 1．机械运动方程的一般表达式 机械运动方程式的一般表达式为 ()()2211d /2/2cos d n m i Si Si i i i i i i i i m v J Fv M t ==????+=±???????? ∑∑ωαω 式中，αi ——作用在构件i 上的外力F i 与该力作用点的速度v i 间的夹角； J Si ——质心Si 的转动惯量；
2 平面机构的运动分析 1.图 示 平 面 六 杆 机 构 的 速 度 多 边 形 中 矢 量 ed → 代 表 ， 杆4 角 速 度 ω4的 方 向 为 时 针 方 向。 2.当 两 个 构 件 组 成 移 动 副 时 ，其 瞬 心 位 于 处 。当 两 构 件 组 成 纯 滚 动 的 高 副 时， 其 瞬 心 就 在 。当 求 机 构 的 不 互 相 直 接 联 接 各 构 件 间 的 瞬 心 时， 可 应 用 来 求。 3.3 个 彼 此 作 平 面 平 行 运 动 的 构 件 间 共 有 个 速 度 瞬 心， 这 几 个 瞬 心 必 定 位 于 上。 含 有6 个 构 件 的 平 面 机 构， 其 速 度 瞬 心 共 有 个， 其 中 有 个 是 绝 对 瞬 心， 有 个 是 相 对 瞬 心。 4.相 对 瞬 心 与 绝 对 瞬 心 的 相 同 点 是 ，不 同 点 是 。 5.速 度 比 例 尺 的 定 义 是 ， 在 比 例 尺 单 位 相 同 的 条 件 下， 它 的 绝 对 值 愈 大， 绘 制 出 的 速 度 多 边 形 图 形 愈 小。 6.图 示 为 六 杆 机 构 的 机 构 运 动 简 图 及 速 度 多 边 形， 图 中 矢 量 cb → 代 表 ， 杆3 角 速 度ω3 的 方 向 为 时 针 方 向。 7.机 构 瞬 心 的 数 目N 与 机 构 的 构 件 数 k 的 关 系 是 。 8.在 机 构 运 动 分 析 图 解 法 中， 影 像 原 理 只 适 用 于 。
9.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 移 动 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 处； 组 成 兼 有 相 对 滚 动 和 滑 动 的 平 面 高 副 时， 其 速 度 瞬 心 在 上。 10..速 度 瞬 心 是 两 刚 体 上 为 零 的 重 合 点。 11.铰 链 四 杆 机 构 共 有 个 速 度 瞬 心，其 中 个 是 绝 对 瞬 心， 个 是 相 对 瞬 心。 12.速 度 影 像 的 相 似 原 理 只 能 应 用 于 的 各 点， 而 不 能 应 用 于 机 构 的 的 各 点。 13.作 相 对 运 动 的3 个 构 件 的3 个 瞬 心 必 。 14.当 两 构 件 组 成 转 动 副 时， 其 瞬 心 就 是 。 15.在 摆 动 导 杆 机 构 中， 当 导 杆 和 滑 块 的 相 对 运 动 为 动， 牵 连 运 动 为 动 时， 两 构 件 的 重 合 点 之 间 将 有 哥 氏 加 速 度。 哥 氏 加 速 度 的 大 小 为 ； 方 向 与 的 方 向 一 致。 16.相 对 运 动 瞬 心 是 相 对 运 动 两 构 件 上 为 零 的 重 合 点。 17.车 轮 在 地 面 上 纯 滚 动 并 以 常 速 v 前 进， 则 轮缘 上 K 点 的 绝 对 加 速 度 a a v l K K K KP ==n /2 。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -( ) 18.高 副 两 元 素 之 间 相 对 运 动 有 滚 动 和 滑 动 时， 其 瞬 心 就 在 两 元 素 的 接 触 点。- - - ( ) 19.在 图 示 机 构 中， 已 知ω1 及 机 构 尺 寸， 为 求 解C 2 点 的 加 速 度， 只 要 列 出 一 个 矢 量 方 程 r r r r a a a a C B C B C B 222222=++n t 就 可 以 用 图 解 法 将 a C 2求 出。- - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 20.在 讨 论 杆2 和 杆3 上 的 瞬 时 重 合 点 的 速 度 和 加 速 度 关 系 时， 可 以 选 择 任 意 点 作 为 瞬 时 重 合 点。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( )
机械速度波动的调节 一、复习思考题 1．机械的运转为什么会有速度波动？为什么要调节机器的速度波动？请列举几种因速度波动而产生不良影响的实例。 2．何谓周期性速度波动和非周期性速度波动？请各举出两个实例。这两种速度波动各用什么方法加以调节？ 3．试观察牛头创床的飞轮、冲床的飞轮、手抉拖拉机的飞轮、缝纫机的飞轮、录音机的飞轮各在何处？它们在机器中各起着什么的作用？ 4．何谓平均速度和不均匀系数？不均匀系数是否选得越小越好？安装飞轮后是否可能实现绝对匀速转动？ 5．欲减小速度波动，转动惯量相同的飞轮应装在高速轴上还是低速轴上。 6．飞轮的调速原理是什么？为什么说飞轮在调速的同时还能起到节约能源的作用？ 7．飞轮设计的基本原则是什么？为什么飞轮应尽量装在机械系统的高速轴上？ 8．什么是最大盈亏功？如何确定其值？ 9．如何确定机械系统一个运动周期最大角速度ωmax与最小角速度ωmiu所在位置？ 10．离心调速器的工作原理是什么？ 二、填空题 1．若不考虑其他因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在轴上。 2．大多数机器的原动件都存在运动速度的波动，其原因是驱动力所作的功与阻力所作的功保持相等。 3．若已知机械系统的盈亏功为(Δω)max，等效构件的平均角速度为ωm，系统许用速度不均匀系数为[δ]，未加飞轮时，系统的等效转动惯量的常量部分为J c，则飞轮的转动惯量J 。 三、选择题 1．在机械系统速度波动的一个周期中的某一时间间隔内，当系统出现时，系统的运动速度，此时飞轮将能量。 a.亏功，减小，释放； b.亏功，加快，释放； c.盈功，减小，储存； d.盈功，加快，释放。 2．为了减小机械运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装。 a.调速器 b.飞轮 c.变速装置
机械原理题库（含答案）一1 机械原理---1 第2章机构的结构分析 一、正误判断题：（在括号内正确的画“ V”，错误的画“X”） 1.在平面机构中一个高副引入二个约束。 （X） 2.任何具有确定运动的机构都是由机架加原动件 再加自由度为零的杆组组成的。（V） 3.运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数 目大于或等于自由度。（X） 4.平面机构高副低代的条件是代替机构与原机构的 自由度、瞬时速度和瞬时加速度必需完全相 同< （V
5.当机构自由度F > 0,且等于原动件数时，该机 构具有确定运动。（V）6.若两个构件之间组成了两个导路平行的移动畐农 在计算自由度时应算作两个移动副。（X） 7.在平面机构中一个高副有两个自由度，引入一 个约束。（V &在杆组并接时，可将同一杆组上的各个外接运动副连接在同一构件上。（X） 9.任何机构都是由机架加原动件再加自由度为零 的基本杆组组成。因此基本杆组是自由度为零 的运动链。 (话 10.平面低副具有2个自由度，1个约束。 (X) 二、填空题 1.机器中每一个制造单元体称为—零件—。 2.机器是在外力作用下运转的，当外力作功表现为盈 功时，机器处在增谏阶段，当外力作功表现为亏功时，机器处在减速阶段。 3.局部自由度虽不影响机构的运动，却减小了 _高 副元素的磨损，所以机构中常出现局部自由度。 4.机器中每一个独立的运动单元体称为构件。 5.两构件通
过面接触而构成的运动副称为—低畐通过点、线接触而构成的运动副称为高副。 6.平面运动副的最大约束数为—，最小约束数 为_1_。 7.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为高 副，它产生丄个约束。 三、选择题 1.机构中的构件是由一个或多个零件所组成，这些零件间_B 产生任何相对运动。 A.可以 B.不能 C.变速转动或变速移动 2.基本杆组的自由度应为 C 。 A.—1 B. +1 C. 0 3.有两个平面机构的自由度都等于1,现用一个 带有两铰链的运动构件将它们串成一个平面机构， 则其自由度等于B 。 A. 0 B. 1 C. 2 4.一种相同的机构__________ 组成不同的机器。 A.可以 B.不能 C.与构件尺寸有关 5.平面运动副提供约束为（C ）。 A . 1 B . 2 C. 1 或2
第二早 4 .在平面机构中，具有两个约束的运动副是 移动副或转动副；具有一个约束的运动副是 高副。 5. 组成机构的要素是 构件和转动副；构件是机构中的_运动—单元体。 6. 在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是 1-2。 7 ?机构具有确定运动的条件是 _（机构的原动件数目等于机构的自由度） 。 8 .零件与构件的区别在于构件是 运动的单元体，而零件是 制造的单元体。 9 .由M 个构件组成的复合铰链应包括 m-1个转动副。 10 .机构中的运动副是指 两构件直接接触所组成的可动联接 。 1?三个彼此作平面平行运动的构件共有 3个速度瞬心，这几个瞬心必定位于 同一直线上。 2 .含有六个构件的平面机构， 其速度瞬心共有15个，其中有5个是绝对瞬心，有10个是相对 瞬心。 3 .相对瞬心和绝对瞬心的相同点是 两构件相对速度为零的点，即绝对速度相等的点 ， 不同点是绝对瞬心点两构件的绝对速度为零，相对瞬心点两构件的绝对速度不为零 。 4.在由N 个构件所组成的机构中，有 （N-1）（N/2-1）个相对瞬心，有 N-1个绝对瞬心。 5?速度影像的相似原理只能应用于 同一构件上_的各点，而不能应用于机构的 不同构件上的各 点。 6 ?当两构件组成转动副时，其瞬心在 转动副中心处；组成移动副时，其瞬心在 移动方向的垂 直无穷远处处；组成纯滚动的高副时，其瞬心在 高副接触点处。 7 .一个运动矢量方程只能求解 _____ 2 个未知量。 速度。哥氏加速度的大小为 a*kc2c3 ,方向与将 vc2c3沿3 2转90度的方向一致。 1. 从受力观点分析，移动副的自锁条件是 驱动力位于摩擦锥 之内 转动副的自锁条件是 驱动力位于摩擦圆之内。 2 .从效率的观点来看，机械的自锁条件是 n< 0。 3 .三角形螺纹的摩擦力矩在同样条件下 大于矩形螺纹的摩擦力矩，因此它多用于 联接。 4 .机械发生自锁的实质是 无论驱动力多大，机械都无法运动 。 5. 在构件1、2组成的移动副中，确定构件 1对构件2的总反力F R12方向的方法是与2构件相 对于1构 件的相对速度 V12成90度+fai 。 6 .槽面摩擦力比平面摩擦力大是因为 槽面的法向反力大于平面的法向反力 。 7 .矩形螺纹和梯形螺纹用于 传动，而三角形（普通）螺纹用于 联接。 8 .机械效率等于 输出功与输入功之比，它反映了 输入功在机械中的有效利用程度。 9 .提高机械效率的途径有 尽量简化机械传动系统， 选择合适的运动副形式， 尽量减少构件尺寸， 减少摩擦。 1.机械平衡的方法包括、 平面设计和平衡试验，前者的目的是为了在设计阶段，从结构上保 证其产生的惯性力最小 ，后者的目的是为了 用试验方法消除或减少平衡设计后生产出的转子所 存在的不 8.平面四杆机构的瞬心总数为 _6__。 9 .当两构件不直接组成运动副时，瞬心位置用 10.当两构件的相对运动为移动，牵连运动为 三心定理确定。 转动动时，两构件的重合点之间将有哥氏加
第一章：机构的自由度 一：填空题 1，（08同济大学）某平面基本杆组有四个构件，其低副数为（） 2，（西安工业学院05）一个平面运动副最多提供（）个约束，最少提供（）约束。3，在平面机构中，一个运动副引入的约束数的变化范围是（）。 4，机构具有确定运动的条件是自由度（）而且机构的原动件数目（）机构自由度数目。 5，（04西北工大）在机构中，原动件指的是（）。机架指的是（）。从动件指的是（）。 6，（04重大）机构具有确定运动的条件是（）；根据机构的组成原理，任何机构都可以看成是由（），（）和（）组成。 7，（重大07）在平面机构中若引入一个高副将带入个约束，而引入一个低副将带入个约束。 8，（重大07）做平面运动的构件自由度为，平面机构的自由度为 9，（江苏大学09）零件和构件的区别在于：零件是单元，构件是单元。10，（江苏大学09）平面机构自由度计算公式 F=3n-2p5-p4 n指，p5指 ，p4指。 11，（江苏大学08）平面机构组成原理表明：机构的组成就是把若干个自由度为零的联接到和机架上。 12，（江苏大学07）平面机构由机架、、组成。 13，（江苏大学06）平面机构中运动副按接触方式是面接触还是点接触，可分为 及两类。 14，（江苏大学05）平面机构运动简图的比例尺是指长度与 长度之比。 15，（江苏大学10）两构件之间只作平面相对转动的运动副称为，该运动副引入个约束；齿轮副属于（高副或低副），引入个约束。 16·组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 17·具有等三个特征的构件组合体称为机器。 18·机器是由所组成的。 19·机器和机构的主要区别在于。20·从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。
1 绪论 1.组成机构的要素是和；构件是机构中的单元体。 2.具有、、 等三个特征的构件组合体称为机器。 3.机器是由、、 所组成的。 4.机器和机构的主要区别在于。 5.从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 6.运动副元素是指。 7.构件的自由度是指; 机构的自由度是指。 8.两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。 9.机构中的运动副是指。 10.机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 11.在平面机构中若引入一个高副将引入 ______ 个约束，而引入一个低副将引入 _____ 个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 12.平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 13.当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 15.计算机机构自由度的目的是 ___________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________。 16.在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 17.计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A) 铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 18.机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是 指。 19.划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的 级别确定。 20.机构运动简图是 的简单图形。 21.在图示平面运动链中，若构件1 为机架，构件5 为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5 为原动件，则成为级机构。
机械原理期末题库（本科类） 一、填空题： 1.机构具有确定运动的条件是机构的自由度数等于。 2.同一构件上各点的速度多边形必于对应点位置组成的多边形。 3.在转子平衡问题中，偏心质量产生的惯性力可以用相对地表示。 4.机械系统的等效力学模型是具有，其上作用有的等效构件。 5.无急回运动的曲柄摇杆机构，极位夹角等于，行程速比系数等于。 6.平面连杆机构中，同一位置的传动角与压力角之和等于。 7.一个曲柄摇杆机构，极位夹角等于36o，则行程速比系数等于。 8.为减小凸轮机构的压力角，应该凸轮的基圆半径。 9.凸轮推杆按等加速等减速规律运动时，在运动阶段的前半程作运动，后半程 作运动。 10.增大模数，齿轮传动的重合度；增多齿数，齿轮传动的重合度。 11.平行轴齿轮传动中，外啮合的两齿轮转向相，内啮合的两齿轮转向相。 12.轮系运转时，如果各齿轮轴线的位置相对于机架都不改变，这种轮系是轮系。 13.三个彼此作平面运动的构件共有个速度瞬心，且位于。 14.铰链四杆机构中传动角γ为，传动效率最大。 15.连杆是不直接和相联的构件；平面连杆机构中的运动副均为。 16.偏心轮机构是通过由铰链四杆机构演化而来的。 17.机械发生自锁时，其机械效率。 18.刚性转子的动平衡的条件是。 19.曲柄摇杆机构中的最小传动角出现在与两次共线的位置时。 20.具有急回特性的曲杆摇杆机构行程速比系数k 1。 21.四杆机构的压力角和传动角互为，压力角越大，其传力性能越。 22.一个齿数为Z，分度圆螺旋角为β的斜齿圆柱齿轮，其当量齿数为。 23.设计蜗杆传动时蜗杆的分度圆直径必须取值，且与其相匹配。 24.差动轮系是机构自由度等于的周转轮系。
速度波动的调节 一、选择题 1、为了减小机械运转中周期性速度波动的程度，应在机械中安装（ ）。 A. 调速器 B. 飞轮 C. 变速装置 D. 减速器 2、为了调节机械运转中非周期性速度波动的程度，应在机械中安装（ ）。 A. 飞轮 B. 增速器 C. 调速器 D. 减速器 3、机器中安装飞轮是为了（ ）。 A. 消除速度波动 B. 达到稳定运转 C. 减小速度波动 D. 使惯性力平衡 4、机器中安装飞轮后，机器的速度波动得以（ ）。 A. 消除 B. 增大 C. 减小 D. 不变 5、对于作周期性速度波动的机械系统，一个周期中系统重力作功为（ ）。 A. 零 B. 小于零 C. 大于零 D. 不等于零的常数 6、若不考虑其它因素，单从减轻飞轮的重量上看，飞轮应安装在（ ）。 A. 高速轴上 B. 低速轴上 C. 任意轴上 D. 机器主轴上 7、为了减轻飞轮的重量，飞轮最好安装在（ ）。 A. 任意构件上 B. 转速较低的轴上 C. 转速较高的轴上 D. 机器的主轴上 8、合理的设计应是尽可能地把飞轮安装在机器中转速（ ）的轴上。 A. 较低 B. 较高 C. 较高或较低 D. 不变 二、分析题 1.（05）一机械系统的的功效动力学模型如图（a ）所示。 已知稳定转动时期一个运动周期内等效力矩 r M 的变化规律如图（b ）所示，等效驱动力矩 M D 为常数，等效转动惯量J=1.0kg.m 2(为常数)，等效驱动的平均转速 m n =200r/min 。试求： （1） 等效驱动力矩 d M ； （2） 等效构件的速度波动系数δ及等效构件的最高转速 max n 和最低转速min n ； （3） 若要求等效构件的许用速度波动系数为[]0.04δ=，试求安装在等效构件A 轴 上飞轮的转动惯量 F J .
机械原理课后全部习题答案 目录 第1章绪论 (1) 第2章平面机构的结构分析 (3) 第3章平面连杆机构 (8) 第4章凸轮机构及其设计 (15) 第5章齿轮机构 (19) 第6章轮系及其设计 (26) 第8章机械运动力学方程 (32) 第9章平面机构的平衡 (39)
第一章绪论 一、补充题 1、复习思考题 1)、机器应具有什么特征？机器通常由哪三部分组成？各部分的功能是什么？ 2）、机器与机构有什么异同点？ 3）、什么叫构件？什么叫零件？什么叫通用零件和专用零件？试各举二个实例。 4）、设计机器时应满足哪些基本要求？试选取一台机器，分析设计时应满足的基本要求。 2、填空题 1)、机器或机构，都是由组合而成的。 2）、机器或机构的之间，具有确定的相对运动。 3）、机器可以用来人的劳动，完成有用的。 4）、组成机构、并且相互间能作的物体，叫做构件。 5）、从运动的角度看，机构的主要功用在于运动或运动的形式。 6）、构件是机器的单元。零件是机器的单元。 7）、机器的工作部分须完成机器的动作，且处于整个传动的。 8）、机器的传动部分是把原动部分的运动和功率传递给工作部分的。 9）、构件之间具有的相对运动，并能完成的机械功或实现能量转换的的组合，叫机器。 3、判断题 1)、构件都是可动的。（） 2）、机器的传动部分都是机构。（） 3）、互相之间能作相对运动的物件是构件。（） 4）、只从运动方面讲，机构是具有确定相对运动构件的组合。（）5）、机构的作用，只是传递或转换运动的形式。（）
6）、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。（） 7）、机构中的主动件和被动件，都是构件。（） 2 填空题答案 1）、构件2）、构件3）、代替机械功4）、相对运动5）、传递转换6）、运动制造7）、预定终端8）、中间环节9）、确定有用构件 3判断题答案 1）、√2）、√3）、√4）、√5）、×6）、√7）、√
00002、具有、、等三个特征的构件组合体称为机器。 00003、机器是由、、所组成的。 00004、机器和机构的主要区别在于。 00005、从机构结构观点来看，任何机构是由三部分组成。 00006、运动副元素是指。 00007、构件的自由度是指；机构的自由度是指。 00008、两构件之间以线接触所组成的平面运动副，称为副，它产生个约束，而保留了个自由度。 00009、机构中的运动副是指。 00010、机构具有确定的相对运动条件是原动件数机构的自由度。 00011、在平面机构中若引入一个高副将引入______个约束，而引入一个低副将引入_____个约束，构件数、约束数与机构自由度的关系是。 00012、平面运动副的最大约束数为，最小约束数为。 00013、当两构件构成运动副后，仍需保证能产生一定的相对运动，故在平面机构中，每个运动副引入的约束至多为，至少为。 00014、 00015、计算机机构自由度的目的是 __________________________________________________________。 00016、在平面机构中，具有两个约束的运动副是副，具有一个约束的运动副是副。 00017、计算平面机构自由度的公式为F ，应用此公式时应注意判断：(A)
铰链，(B) 自由度，(C) 约束。 00018、机构中的复合铰链是指；局部自由度是指；虚约束是指。 00019、划分机构的杆组时应先按的杆组级别考虑，机构的级别按杆组中的级别确定。 00020、机构运动简图是的简单图形。 00021、在图示平面运动链中，若构件1为机架，构件5为原动件，则成为级机构；若以构件2为机架，3为原动件，则成为级机构；若以构件4为机架，5为原动件，则成为级机构。 00022、机器中独立运动的单元体，称为零件。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( ) 00023、具有局部自由度和虚约束的机构，在计算机构的自由度时，应当首先除去局部自由度和虚约束。( ) 00024、机构中的虚约束，如果制造、安装精度不够时，会成为真约束。( ) 00025、任何具有确定运动的机构中，除机架、原动件及其相连的运动副以外的从动件系统的自由度都等于零。( ) 00026、六个构件组成同一回转轴线的转动副，则该处共有三个转动副。- - - - - - - - ( ) 00027、当机构的自由度F 0，且等于原动件数，则该机构即具有确定的相对运动。 ( ) 00028、运动链要成为机构，必须使运动链中原动件数目大于或等于自由度。- - - - ( )
第7章 机械运转速度波动的调节 7.1 机械运转速度波动调节的目的和方法 机械运转速度的波动可分为两类 （1）周期性速度波动 调节周期性速度波动的常用方法是在机械中加上—个转动惯量很大的回转件——飞轮。盈功使飞轮的动能增加，亏功使飞轮的动能减小。飞轮的动能变化为() 20221??-=?J E ，显然，动能变化数值相同时，飞轮的转动惯量J 越大，角速度ω的波动越小。 （2）非周期性速度波动 如果输入功在很长一段时间内总是大于输出功，则机械运转速度将不断升高，直至超越机械强度所容许的极限转速而导致机械损坏；反之，如输入功总是小于输出功，则机械运转速度将不断下降，直至停车。汽轮发电机组在供汽量不变而用电量突然增减时就会出现这类情况。种速度波动是随机的、不规则的，没有一定的周期，因此称为非周期性速度波动。这种速度波动不能依靠飞轮来进行调节，只能采用特殊的装置使输入功与输出功趋于平衡，以达到新的稳定运转。这种特殊装置称为调速器。 机械式离心调速器结构简单、成本低廉，常用于电唱机、录音机等调速系统之中；但它的体积庞大，灵敏度低，近代机器多采用电子调速装置实现自动控制。 本章对调速器不作进一步论述，下面各节主要讨论飞轮设计的有关问题 7.2 飞轮设计的近似方法 7.2.1 机械运转的平均速度和不均匀系数 各种不同机械许用的机械运转速度不均匀系数δ，是根据它们的工作要求确定的。例如驱动发电机的活塞式内燃机，如果主轴的速度波动太大，势必影响输出电压的稳定性，所以这类机械的机械运转速度不均匀系数应当取小一些；反之，如冲床和破碎机等一类机械，速度波动稍大也不影响其工艺性能，这类机械的机械运转速度不均匀系数便可取大一些。几种常见机械的机械运转速度不均匀系数可按表7-1选取。 表7-1 机械运转速度不均匀系数δ的取值范围